高中歷史 7.1近代物理學課件 人民版必修3.ppt

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Physics,專題七 近代以來科學技術的輝煌,power,informationize,life sciences,科學 革命,技術 革命,物理學領域,生物學領域,經典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）,量子理論的誕生（從普朗克到愛因斯坦）,相對論的建立（愛因斯坦）,進化論理論（達爾文與赫胥黎）,萬能原動機與“蒸汽機時代”（瓦特）,電力的廣泛應用與“電氣時代”（法拉第、西門子等）,現(xiàn)代信息技術與信息時代,,,,現(xiàn)代物理學理論的發(fā)展,,,,,,,,,,,,項目,傳統(tǒng)科學,近代科學,考察對象,把自然界作為一個整體,把自然界劃分為不同的領域和側面，分門別類加以研究，逐步形成以某一類自然現(xiàn)象為研究對象的自然科學的各門學科。,研究手段,依靠直觀感受和哲學思辨對自然界提出種種猜測,依靠科學實驗來檢驗和發(fā)展科學理論，應用數(shù)學方法使科學知識日益精確化。,,科學與技術的關系,科學——依賴學者的潛心研究。技術——依賴工匠對各種實用技藝的繼承和發(fā)展?？茖W與技術相分離。,科學與技術從一開始就相互聯(lián)系，并逐步走向密切結合，技術在科學的指導和推動下取得了長足進步。,,第一節(jié) 近現(xiàn)代物理學的奠基人和革命者,【考試說明】 A、近代科學技術 （1）經典力學 B、現(xiàn)代科學技術 （1）相對論,近現(xiàn)代物理學的奠基人和革命者,二、經典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展,1、經典力學的奠基者——伽利略（意大利、17世紀）,一、近現(xiàn)代物理學的發(fā)展過程,經典力學奠基者（17世紀初）,經典力學建立者（17世紀晚期）,從經典力學發(fā)展到相對論、量子論（19世紀末～20世紀初）,伽利略（意）,牛頓（英）,愛因斯坦（德） 普朗克（德）,2、經典力學的建立者——牛頓（英國、17世紀末）,三、現(xiàn)代物理學理論的發(fā)展,1、量子理論的誕生和發(fā)展——普郎克（德國、1900年）,2、相對論的建立——愛因斯坦（德國、20世紀初）,背景：,受文藝復興、宗教改革影響，科學逐漸從神學的桎梏中解放出來； 資本主義發(fā)展提供了物質基礎；科學家勇于探索的精神。,,1、經典力學的奠基者——伽利略（意大利）,（1）伽利略的成果,A、物理方面： B、天文學方面：,（2）伽利略的貢獻,突出成果——創(chuàng)立自由落體定律,制造天文望遠鏡、證明哥白尼“日心說”的正確性,A、他的發(fā)現(xiàn)和他開始的科學研究方法，標志著物理學的真正開端. B、為經典力學的創(chuàng)立奠定了基礎 C、開創(chuàng)了近代科學，被譽為“近代科學之父”。,實驗,計算,亞里士多德： 力學觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。,伽利略： 通過觀察、實驗和推理，得出結論：如果運動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運動下去。 突出成就：創(chuàng)立自由落體定律,1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里士多德“物體落地下的速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續(xù)了1900年之久的錯誤結論。,1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。 他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。,伽利略的折射式望遠鏡,伽利略的手稿,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。,經典力學體系,,,1、經典力學的建立者——牛頓,1687《自然哲學的數(shù)學原理》 ——無論從科學史還是整個人類的文明史來看這都是一本劃時代的巨著。 標志經典力學體系初步形成標志科學時代的開始。,2、經典力學的建立者——牛頓（英國）,（2）牛頓經典力學體系的歷史地位,牛頓（ 1642—1727）,①牛頓力學體系對自然界的力學現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。,②標志近代科學的形成。,③具有驚人的預見性和巨大的理論指導意義,A、準確算出了地球的平均密度和扁平率； B、正確地解釋了潮汐的成因； C、發(fā)現(xiàn)了海王星；,三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐懼，水為什么往低處流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡單之極的問題，在當時卻是根本無法認識和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結束了這種狀態(tài)。 ——《大國崛起》解說詞,哈雷慧星軌道的推算,長期以來，人們一直認為彗星是神秘的，不吉利的災星，根本不能用科學來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預言它將在1758年再次出現(xiàn)。53年以后的1758年（當時哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的科學性。,作為大學教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領帶不結，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進了餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指，錯誤的把它當成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。他馬虎拖沓，曾經鬧過許多的笑話。一次他邊讀書邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當飯菜準備好時，牛頓突然想到一個問題，便獨自進了內室，朋友等了他好久就自己動手把那份雞全吃不告而別了。,牛頓軼聞趣事,,英國著名詩人亞歷山大·波普曾寫過一首贊美牛頓的詩： 自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。 上帝說：“讓牛頓去吧!”于是，一切成為光明。,,牛頓獲得巨大成就的原因,1、具有虛懷若谷、謙虛好學精神； 2、勇于探索的科學精神； 3、科學的研究方法； 4、甘于寂寞，獻身科學的精神等； 5、吸收伽利略等前人的研究成果； 6、有利的社會環(huán)境：啟蒙運動、英國資產階級革命的洗禮,,二、愛因斯坦 的相對論；,1、背景：（簡單了解一下） 19世紀末20世紀初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，促進人們對物質的認識深入到了原子內部。 但大量的實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規(guī)律進行描述。 這就需要人們對微觀世界開展研究。,量子論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱，量子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。 量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術等奠定了理論基礎。,普朗克，生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大學任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學獎。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國人所具有的最好品質的范例：誠懇、忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登山運動。,量子力學的創(chuàng)立者,,二、量子理論；,2、過程： 3、標志： 4、發(fā)展：,斯蒂芬——普朗克。,1900年《關于正常光譜能量分布定律的理論》。,（1）德國愛因斯坦：解釋光電效應，得出光具有波粒二象性； （2）法國德布羅意：提出物質波理論； （3）奧德物理學家：建立量子力學。,影響：改變了近代物理學中的傳統(tǒng)觀念,使物理學乃至整個自然科學的觀念發(fā)生了重大變革。標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。,⑴狹義相對論,①創(chuàng)立,1905年愛因斯坦發(fā)表《 》，創(chuàng)立了狹義相對論,②內容：,,時間和空間都與物質運動有關,時間和空間隨著物質運動速度的變化而變化,③影響：,,打破了牛頓經典力學的絕對時空觀,繼承和發(fā)展了牛頓力學,奠定了利用原子能的理論基礎,論動體的電動力學,如果一個人以光的速度運動，他將看到一幅什么樣的世界景象呢？,質量隨著速度的增加而增加，當速度接近光速時，質量趨于無窮大 ，時間停止為零。E=mc^2,為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經風趣地對一名男青年說：“我打個比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對論內容?！?(2)廣義相對論,①提出：1916年,②內容：,③意義：,第一次闡述了四維時空和物質的分布相聯(lián)系的重要思想,A.物質存在的現(xiàn)實空間不是平坦的，而是彎的。 B.空間的結構取決于物質的質量及其分布情況。 C.空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強度。,愛因斯坦相對論的意義： 是對近代物理學理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時間的可變性，時空的變化和時空結構同物質的運動和狀態(tài)密不可分。 這種全新的時空觀、運動觀和物質觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學和哲學都產生了極其深遠的影響。 與量子理論共同構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。,成功的秘訣 一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個公式給他：A＝x＋y＋z 愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法……” “z代表什么？”青年迫不及待地問?！按砩僬f廢話?！睈垡蛩固拐f。,近代物理學發(fā)展過程中的主要成就及意義,自由落體定律,勻速運動、勻加速運動,用自制的望遠鏡證明了哥白尼的“日心說”,,為經典力學奠定基礎,證明哥白尼的“日心說”的正確性,,《自然哲學的數(shù)學原理》 （物體運動三大定律和萬有引力定律）,運動三定律是近代物理學的重要支柱,,相對性原理、光速不變原理 相對論（狹義、廣義）,,量子理論,愛因斯坦,近代物理學理論框架的重大突破,繼承和發(fā)展了牛頓力學 構成現(xiàn)代物理學的基本理論框架,經典力學是近代自然科學理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系,為什么15世紀下半葉以后西方的科學技術取得了輝煌的成就？,a.歐洲中世紀時期農業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展，資本主義萌芽，為近代自然科學的興起奠定了物質基礎 （物質基礎） b.新興資產階級在生產中的技術改造和要求掌握政權，對自然科學的迫切需要。（經濟上和政治上） c.文藝復興以來，崇尚科學、知識、注重實驗，鼓勵探索未知世界。（思想條件） d.新航路開辟，重商主義，殖民擴張，資產階級為了滿足日益擴大的市場需求，迫切需要革新科技來提高生產，征服世界。（生產經驗、技術能力） e.科學家勇于探索的精神。,鞏固提高,1．近代科學形成的標志是（ ） A.卡爾創(chuàng)立解析幾何 B.達爾文創(chuàng)立生物進化論學說 C.牛頓力學體系的建立 D.道爾頓科學的原子論的建立,C,4．海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)（ ） A.哥白尼日心說的推算 B.牛頓理論的推測 C.法拉第學說的計算 D.愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,2．實現(xiàn)了自然科學第一次理論性大綜合的是（ ） A．哈維的血液循環(huán)學說 B.法拉第的電磁感應理論 C．牛頓的經典力學體系 D.愛因斯坦的相對論,3．近代科學進入了全面繁榮的時代，各門自然科學的理論體系紛紛建立起來是在（ ） A. 17世紀 B. 18世紀 C. 19世紀 D.20世紀,C,B,C,7．與愛因斯坦創(chuàng)立的理論最早有直接聯(lián)系的是 （ ） A. 原子彈爆炸 B. 人造衛(wèi)星上天 C.電子計算機發(fā)明 D.收音機發(fā)明,6．和相對論一起構成現(xiàn)代物理學框架的是（ ） A.牛頓力學理論 B.萬有引力理論 C. 量子理論 D.自由落體理論,5．指出“物質間所存在的萬有引力，是由于物質的存在和分布使時間和空間的性質不均勻而引起的”是（ ） A.牛頓力學理論 B.萬有引力理論 C.廣義相對論 D.狹義相對論,C,C,A,（2008上海）“月亮既不會掉下來，也不會離去，那是因為它的運動正好抵消了地球的引力?！闭f這句話的科學家是 A.牛頓 B.波義耳 C.拉瓦錫 D.哥白尼,鏈接高考,A,（2008江蘇，15）一位科學家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量，……第一個說明了行星的運動和圖像。”這位科學家應該是 A.伽利略 B.牛頓 C.愛因斯坦 D.普朗克,B,1 現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代技術革命的基礎是 A、牛頓力學 B、相對論 C、量子假說 D、量子理論、相對論,D,2、下列表述不正確的是 A、牛頓創(chuàng)立的經典力學是經典物理學的基礎 B、經典物理學所適用主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經典的物理學是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步,C,3、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù) A、哥白尼日心說的推算 B、牛頓理論的推測 C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,B,